大型露天煤矿智能化建设的“准能探索”

文/杜善周

（作者系国能准能集团党委书记、董事长）

以更高站位、更大力度、更实举措，推动煤矿智能化建设提档升级，为全国露天煤矿智能化建设贡献“准能智慧”、提供“准能方案”

煤炭行业作为我国重要的传统能源行业，是我国国民经济的重要组成部分，其智能化建设直接关系到我国国民经济和社会智能化的进程，对提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要的意义。国家能源集团积极落实国家相关要求，在行业内率先发布《煤矿智能化建设指南》，快速启动包括准能集团黑岱沟露天煤矿在内的九个国家首批智能化示范煤矿建设，全面推进煤矿智能化建设。

作为国家能源集团的骨干企业，准能集团主动扛起保障国家能源安全和稳定供应的重大职责，自觉担当大型露天煤矿科技创新策源地的使命，在制定煤矿智能化建设顶层设计、攻克设备智能化关键核心技术、打造煤矿智能化建设标杆工程等方面，全面布局煤矿智能化技术研发和产业发展，为全国大型露天煤矿智能化建设发挥了重要引领作用。

明晰整体规划，科学谋划智能化建设任务

智能化建设不是一蹴而就的，是一个不断发展进步的过程。其发展不仅受制于物联网、大数据、人工智能等科技的发展进步，同时还受煤炭资源赋存条件、工艺方法、地理位置、现有信息化水平等因素的制约。多种模式并存是当前煤矿智能化的发展途径，因矿施策、示范先行是当前煤矿智能化建设方法。

准能集团以国家能源集团“一个目标、三型五化、七个一流”总体发展战略为引领，在推动“1217”发展规划落地实施进程中，着力打造“智慧准能”，大力建设智能矿山。成立了智能矿山建设领导小组，组建专业机构，从技术、人员、资金、措施和完成时限等方面，对智能矿山建设总体实施计划进行统筹研究和安排部署。主动请缨承担国家重大科技项目，聚焦物联网、大数据、云计算、北斗+5G通信、人工智能等技术与煤炭开采的深度融合，规划出一条“单机装备智能控制、多机装备智能协同、管理系统交互集成”为核心的煤矿智能化建设之路。

同时，遵循国家能源集团《煤矿智能化建设指南》初、中、高三级智能化建设标准，对智能化采煤、智能化采剥、智能化穿爆、智能化选煤等初、中、高级建设内容进行规划：到2022年实现选煤厂100%智能化、固定岗位100%无人值守、煤矿智能化技术及建设100%覆盖；2025年将建成包含25台智能电铲、200台智能卡车、1000台智能辅助设备的多设备集群智能系统，实现全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制，拥有统一高速网络、统一管控平台、统一数据中心、多元化应用系统的大规模、高水平的世界一流样板智能露天煤矿。

勇于先行先试，精准发力设备智能化攻坚

大型露天煤矿智能化的关键在设备、核心在智能。这就需要装备制造企业、科研单位从设计之初就介入整个智能化建设中，提供全生命周期的技术支持，延伸智能设备制造产业链，从主要提供产品向提供产品与服务转变、向提供整体解决方案转变，推动制造与服务协同发展。

准能集团以生产实际需求为根本，以单机装备、专业系统智能化为突破点，先行先试，加强与中煤科工、中国矿业大学、华为、航天重工等科技领先企业的战略合作，建立深度协同机制，利用新技术、新工艺、新材料，对公司智能化技术难点进行联合研发攻关。

应用航测无人机、多角度高清相机、激光雷达等设备，以摄影测绘和激光点云测绘相结合的方式，对露天矿采区进行智能勘查，并建立三维矿山模型，实现采区地质数据实时精准更新；采用国内独有的抛掷爆破工艺，运用抛掷爆破设计软件、北斗定位和智能布孔系统、炮孔智能测量机器人、炸药混装车智能装药和智能爆破等技术及系统，实现了爆破设计、布孔、穿孔、炮孔测量、装药、起爆等环节智能化；智能卡车运输采用无人驾驶数字孪生系统，建立与真实矿区场景1：1的仿真模型，采用激光雷达、视觉摄像机等多种感知融合技术，实现卡车智能无人运输；智能矿用机器人覆盖轮胎拆装、大型结构件焊修、部件更换、智能巡检等项目，大幅提升了操作人员的安全性；采用步进频率连续波等多项国际领先技术，对露天矿边坡进行24小时“鹰眼式”实时监测，为安全生产提供了有力保障。技术装备研发、专业化智能系统的应用，为准能煤矿智能化建设提供了支撑条件。

聚焦前沿技术，加速布局新型基础设施

露天煤矿是一个复杂的全流程系统，生产、安全、经营、机电、技术系统部署层次多、结构复杂。智能化露天矿山建设是各系统各组成环节全面升级转型的过程，智能化不仅体现在“单一部件、单机设备、单一系统”上，更主要的是要实现“跨部件、跨设备、跨环节、跨系统、跨业务范畴”的全局化信息的交互和高效应用。5G高带宽+低时延+广连接的技术特性为实现这一技术革新提供了契机。

准能集团以职工中心区至两矿的140G双环网为基础，进一步部署5G基站，推进所有办公区域、矿区4G、5G专网的全覆盖。应用5G核心网本地部署，SA组网架构一步到位，严格保证核心网安全、可靠，同时运用5G超级上行技术，确保所建专网满足30G以上流量的流转能力，满足露天矿山智能化运营对于容量、时延、数据安全的需求。

与中国电信组成联合创新体，以“5G+智慧矿山联合创新实验室”为载体，引入鸿蒙、数据中心、大数据、AI等领先的ICT技术，在卡车无人驾驶、设备远程控制、物联网数据交互上发力，推进解决特大型露天煤矿5G网络部署和应用的相关难点和问题，推进“5G+无人驾驶、远程控制”等规模化场景应用，实现国内最大型5G露天煤矿智慧化转型。

同时，准能集团以业务深度融合、系统高效集成为目标，建设覆盖煤矿安全、生产、调度、运营等业务领域的一体化综合管控平台，建设统一的数据中心，构建矿区全局数据视图，提供实时数据计算分析能力，实现数据资源化管理，支撑传统业务应用和智能化业务应用；建设露天煤矿穿爆、采掘、运输、洗选、灾害预警和生产辅助等应用系统，实现各环节生产自动化和智能化；建设公司生产、安全、经营、技术、设备等管理领域的信息系统，做到原煤生产、洗选装车、矸石发电、辅助生产等全产业链的一体化管理和智慧化运营。

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。准能集团勇担勇进、积极探索、以智赋能，在创新发展中不断前行，大型露天煤矿智能化建设“准能模式”成效初步呈现。下一步，准能集团将立足于国家首批智能化示范煤矿——黑岱沟露天矿，以及国家能源集团智能化建设示范单位——黑岱沟露天煤矿、哈尔乌素露天煤矿及配套选煤厂，紧紧抓住“智能化建设”这个关键变量，推动创新链、产业链在大型露天煤矿、重型工程装备企业、通信企业等科技研发领域深度应用，实现良性循环，加快形成更多“从0到1”的重大原创科技成果，以更高站位、更大力度、更实举措，推动煤矿智能化建设提档升级，为全国露天煤矿智能化建设贡献“准能智慧”、提供“准能方案”。